原油脱硫掺混作业过程的热安全性分析(3)
目前我国大量使用的还是使用原油脱硫剂来对原油进行脱硫，因此需要将原油与脱硫剂进行混合，在此过程中容易引发事故，如2010年7月16日，大连输油管道火灾爆炸事故，虽未造成人员伤亡，但大火持续燃烧15个小时事故现场设备管道损毁严重，周边海域受到污染，社会影响重大，教训极为深刻。所以对原油脱硫的热安全性分析变得十分有必要，这也是本论文的主要目的。
1.2 研究现状
1.3 现有研究存在问题或不足
现如今人们对于原油脱硫剂以及脱硫方法的研究都已经达到了一定的水平，在新型的脱硫剂上也都有相关的研究正在进行中。在投入使用的过程中，也有过事故发生，如大连输油管道发生的事故就是由于原油与脱硫剂掺混过程中脱硫剂热安定性不高，从而产热引起的爆炸。由此可以看出研究脱硫剂的热特性的重要性。而现今对于脱硫剂的热特性的研究几乎未见报道，预防事故发生的方法也都没有具体的研究，所以为了预防这类事故的在此发生，对原油脱硫掺混过程的热安定性研究变得极为必要。
1.4 本论文工作
本文主要通过TG-DSC和C80的实验，研究了滨南原油、原油脱硫剂TS02型、JH02型在一定升温速率下的热分解特征，通过C80试验分析了不同掺混比例下原油脱硫剂对原油热稳定性的影响规律，计算得到了它们的反应动力学参数和热力学参数，并利用自加速分解温度等指标，对原油掺混过程中的热安全性进行了分析和评估。
2 实验仪器和原理方法
2.1 热重—差示扫描量热仪联用技术（TG-DSC）
2.1.1 TG-DSC简介及应用
热重分析仪TG是一种利用热重法检测物质温度-质量变化关系的仪器。热重法是在温度程序控制下，测量物质质量与温度之间关系的技术，它可以测量物质在不同温度下的失重情况。当被测物质在加热过程中有升华、汽化、分解出气体或失去结晶水时，被测的物质质量就会发生变化。TG的重要特点是定量性强，能准确地测量物质的质量变化及变化的速率，因此TG被广泛应用于塑料、橡胶、涂料、药品、催化剂、无机材料、金属材料与复合材料等各领域的研究开发、工艺优化和质量监控[18]。刘元俊等[19]在测定聚合物热降解反应动力学参数进展时使用了热重法；张敏华等[20]研究聚苯乙烯热降解机理时使用了热重法；等等。
差示扫描量热法DSC（实物如图1所示）是在程序控制温度下测量输入到物质（试样）和参比物的能量差与温度（或时间）关系的一种技术。根据测量方式，又分为两种基本类型：功率补偿型和热流型，两者分别测量输入试样和参比物的功率差及试样和参比物的温度差。在DSC中，功率补偿型DSC仪比热流型DSC仪应用得更多些。DSC目前正在很多领域被广泛应用。王瑾等[21]在对乳化炸药热分解特性进行研究时使用了DSC；董文武等[22]在对不溶性硫磺的热稳定性进行研究时使用了DSC；等等。
图1 DSC实物图
单一的热分析技术难以明确表征和解释物质的受热行为，所以现今的研究中，多采用仪器的联用来满足各方面数据的采集与分析。而TG-DSC联用技术应用也颇为广泛。如，邓晓燕[23]在研究纳米金属材料的热稳定性时就采用了TG-DSC联用技术。
2.1.2 TG-DSC工作原理及结构组成
（1）TG工作原理及结构组成
热重分析是受控制温度程序下测量样品质量与温度关系的技术，它包括最重要的两大元件：温度控制系统，重量量测元件（微量天平）。灵敏度可达0.2μg，并且并且具有温度阶段化功能。热重分析法分为三种类型：（a）等温热重法，（b）似等温热重法，（c）动态热重法。
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